Nuestro objetivo es claro: obtener un espectro de la binaria de rayos-X 4U12812-12 para desenmascarar de una vez por todas su verdadera naturaleza. ¿Es en realidad como sospechamos una estrella de neutrones que roba material a una enana blanca, o por el contrario es un sistema corriente, en el que la compañera despojada es una estrella común? Su espectro nos sacará de dudas. Si detectamos hidrógeno, el material tragado y consumido por la estrella de neutrones provendrá de una estrella normal rica en este elemento, como nuestro Sol. Pero si no hubiese rastro de hidrógeno, nuestras sospechas se confirmarán. El sistema será una binaria de rayos-X ultra-compacta, un sistema binario en el que sus dos componentes tardan menos de una hora en dar una vuelta uno alrededor del otro. Están tan pegadas que solo una enana blanca, de tamaño similar a la Tierra pero trescientas mil veces más pesada, cabría en la corta órbita.
Nuestra fuente es muy débil. De hecho, esta había sido una de nuestras primeras pistas para sospechar que es un sistema ultra-compacto. Solo podemos obtener los datos que necesitamos utilizando los telescopios más poderosos. Por eso estamos aquí; el Gran Telescopio Canarias es nuestra mejor baza. Quedan unos segundos para que concluyan las dos horas de observación. Tres, dos, uno…¡Lo tenemos!
Ansiosos por encontrar respuestas echamos un primer vistazo a los datos. No puede ser. ¡Hay hidrógeno! Todos los indicios nos han engañado.
— Espera. Mira con más detalle.— dice el Dr. Muñoz Darias.— Efectivamente hay hidrógeno, pero también hay trazas de nitrógeno y azufre.
«Pero eso no puede ser», pienso, «esas líneas espectrales no se han observado nunca en binarias de rayos-X». Volvemos a mirar la pantalla y no hay duda, ahí están. Pero analizando los datos con detalle, vemos que las líneas proceden de una zona extensa alrededor de la fuente. Todos nos miramos a los ojos sabiendo que esto va a ser más complicado de lo que anticipábamos. Como siempre.
Empezamos una lluvia de ideas sobre la posible naturaleza de estas líneas espectrales. Podría ser material expulsado en las explosiones nucleares que se producen en la superficie de las estrellas de neutrones. Hay algunos artículos que proponen esta posibilidad, aunque otros dicen que es imposible que el material escape a su gran campo gravitatorio. También puede ser material que está alrededor de nuestra fuente que es ionizado por la gran cantidad de radiación rayos-X emitida o al chocar contra el jet. Otra posibilidad es que no tenga nada que ver con nuestra fuente y que la nebulosidad que vemos sea una región HII (una nube de gas de hidrógeno interestelar), una nebulosa planetaria o un remanente de supernova que esté contaminando nuestros datos. Todas estas estructuras nebulares emiten líneas espectrales similares a las que vemos. Pero, ¿cómo sabemos cuál es nuestro caso?
— Si bien hay varios tipos de fuentes que muestran espectros similares al nuestro, emitiendo líneas de hidrógeno, nitrógeno y azufre, la intensidad de estas líneas y, sobre todo, cuán intensas son unas respecto a las otras, son propias de cada clase de fuente. Algo así como un código de barras.— comenta el Dr. García Rojas. — Veamos, haciendo los cálculos con las líneas de nuestro espectro no hay lugar a dudas. Blanco y en botella. Las líneas espectrales corresponden a una región HII. Para ser más exactos, dada la posición en el cielo, con toda seguridad son producidas por la región HII Sharpless-54, la cual está ionizada por el cúmulo NGC6604. Pueden verlo mejor en la imagen.
Buen trabajo. Problema resuelto. Pero….¿entonces? ¿Nuestra fuente tiene o no tiene hidrógeno? ¿Es nuestra fuente ultra-compacta o no? Falta resolver lo que realmente nos trajo aquí. El Dr. Jiménez-Ibarra realiza un análisis cuidadoso en el que suprime la emisión proveniente de la nebulosidad para así obtener el espectro “real” de nuestra fuente. Et voilà! Finalmente tenemos el espectro de 4U1812-12 y no hay ni rastro del hidrógeno. Confirmamos nuestras sospechas. Se trata de una binaria ultra-compacta, donde una estrella de neutrones engulle material de su compañera enana blanca.
Sin duda este resultado hay que publicarlo. Hoy en día solo se conocen catorce fuentes ultra-compactas y es vital aumentar este número. Estas fuentes son cruciales para los modelos de evolución de sistemas binarios, ya que todavía no está claro cómo se forman sistemas binarios constituidos por dos objetos compactos y cómo, una vez formados, los dos cuerpos se van acercando hasta que por fin hay intercambio de material. También son importantes para entender cómo funciona la acreción cuando el gas es muy pobre en hidrógeno. Y además, estos sistemas emiten ondas gravitatorias persistentemente de baja frecuencia que podrá detectar la misión espacial LISA cuando sea lanzada dentro de unos quince años.
Abro mi editor de texto y empiezo a escribir el artículo para “Astronomy & Astrophysics”.
BIOGRAFÍA: Montserrat Armas Padilla es una astrofísica gomera que trabaja actualmente en el Instituto de Astrofísica de Canarias. Tras licenciarse en Física en la Universidad de La Laguna y trabajar en el Departamento de Física Aplicada de la misma, se marchó a Holanda para llevar a cabo su tesis doctoral en la Universidad de Ámsterdam. Ha disfrutado de estancias de investigación en diferentes instituciones como la Universidad de Kioto (Japón) y la Universidad de Oxford (Reino Unido), siempre dedicada al estudio de estrellas de neutrones mediante datos de rayos-X.
